CN106984513A - 一种表面增强型高分子基材 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子基材，特别是一种表面增强型高分子基材。所述高分子基材正反两面具有增强涂层，所述增强涂层主要成分包括单体、稀释性溶剂、功能性填料、引发剂和改性后的纳米纤维素纤维。本发明的技术方案在传统高分子基材的正反两面增加了增强涂层，使得所得基材能够经受镀膜条件的考验而保证不发皱及较低的翘曲，基材的机械性能以及刚度也可以得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及高分子基材，特别是一种表面增强型高分子基材。
背景技术
滤光片的生产有三种类型，一种为在基材或者基材表面添加特定成分的染料，将不需要的光线的波长范围吸收掉；第二种是通过在基材表面沉积一系列折射率不同的薄膜，光线在这些薄膜传输的过程中，在不同叠层界面产生折射、反射、全反射等导致特定波长的光线被吸收；最后一种是前两种方案的结合，一般用来实现比较复杂的波长范围的选择。
市场是通用的滤光片的基材一般为玻璃，相比较于高分子基材来说，玻璃强度高，硬度大，表面平整，耐高温。这样有利于采用不同的镀膜工艺，一定程度上有利于加工。但是玻璃易碎，厚度大，需要片对片工艺等等缺点。因此，采用高分子基材可以克服玻璃的这些缺点，同时通过技术改进，不降低所制作滤光片的技术性能，最终容易实现大规模量产。
在高分子表面沉积具有特定厚度以及特定折射率的材料并满足后续产品测试要求，对所选择镀膜工艺要求很高。为了尽可能提高镀膜质量，高温，离子源等的辅助是必须的，这与高分子基材脆弱的耐高温性能产生矛盾，需要在不显著改变高分子基材透光性的前提下提高其耐高温性，以及机械强度。
现有用于制备滤光片的高分子基材由于不能承受后期镀膜工艺中长时间的能量源轰击或者长时间的高温，均会产生发皱或者翘曲现象。同时，由于滤光片采用高分子基材厚度较薄，一般为50-100μm，其机械强度、剪切模量、刚度等都将影响，如果能提高机械强度以及刚度，对滤光片生产以及后续滤光片在相机组件组装应用都将提供便利。
发明内容
针对以上不足，本发明的表面增强型高分子基材，具有良好的机械强度及耐高温性，同时基材的透光性能良好，克服了现有滤光片制备工艺的缺陷。
本发明的技术方案为：
一种表面增强型高分子基材，所述高分子基材正反两面具有增强涂层，所述增强涂层主要成分包括单体、稀释性溶剂、功能性填料、引发剂和改性后的纳米纤维素纤维。
所述增强涂层各成分含量为：单体：10-80％；稀释性溶剂：10-80％；功能性填料：1-5％；引发剂：1-5％；改性后的纳米纤维素纤维：0.5-20％，所述成分含量为重量比。
所述单体含量为：30-40％，稀释性溶剂含量为：45-80％，所述成分含量为重量比。
所述增强涂层经过湿法涂布形成为高分子基材正反两面，厚度为1-3μm。
所述单体为丙烯酸或聚氨酯或酰胺。
所述稀释性溶剂为酮或醇或酯。
所述功能性填料为不同折射率的氧化物。
所述引发剂为光引发剂和热引发剂。
所述光引发剂为二苯甲酮、1-羟基-环己基甲酮、2.2-二甲氧基-1.2-二苯基乙酮、二苯甲酮、2-羟基--2-甲基-1-苯基丙酮、苯基二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、苯甲酰甲酸甲酯和2，4，6-三甲苯基二苯膦氧化物中的一种或多种；所述热引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化二苯甲酰中的一种或多种。
所述改性后的纳米纤维素纤维为经过磺化、羟基化、接枝、乙酰化、硅烷化、表面活性剂、聚电解质等任意一种处理方法处理后的纳米纤维素纤维。
本发明的技术方案在传统高分子基材的正反两面增加了增强涂层，使得所得基材能够经受镀膜条件的考验而保证不发皱及较低的翘曲，基材的机械性能以及刚度也可以得到提高。
附图说明
图1为本发明的表面增强型高分子基材结构图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
参考图1，本发明的表面增强型高分子基材，中间黑色部分是未经任何处理的高分子基材，上下两层灰色部分即为增强涂层，其主要作用有增强高分子基材的机械性能(剪切模量，杨氏模量等)，刚性以及耐热性，以利于后期镀膜工艺以及安装。
高分子基材厚度由产品决定或根据最终产品要求订购，一般为50-500μm。增强涂层的厚度根据卷绕要求或者后期镀膜要求而不一样，根据定制产品要求以及采用涂布溶剂成分决定，一般来说，增强涂层的厚度为1-3μm.，经过湿法涂布形成为高分子基材正反两面。
高分子基材为高分子聚合物，包括无定型聚合物，结晶型聚合物或半结晶型聚合物，例如丙烯酸酯类聚合物，聚酯类聚合物，环烯烃聚合物或聚酰胺聚合物。具体地，该树脂主体可以为PMMA、PC、COC、COP、PET、PEN、PBT、PS、PVC、POM、PA、PI或者以上聚合物的共聚物或者三嵌段共聚物。但是树脂主体并不限于上述的树脂主体，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的树脂主体。
增强涂层主要成分包括单体、稀释性溶剂、功能性填料、引发剂和改性后的纳米纤维素纤维。各组分的含量范围如下，单体含量为10-80％，更佳为20-50％，最好为30-40％；稀释性溶剂含量为10-80％，更佳为30-80％，最优为45-80％；功能性填料的添加量最好为1-5％；引发剂的含量最好为1-5％；改性后的纳米纤维素纤维含量为0.5-20％，此范围应用不会显著更改目标产品的透光性。
其中单体可以包括丙烯酸类(丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物，如酯类、腈类、酰胺类聚合制成的树脂)、聚氨酯类(主链中含有胺基甲酸酯特征单元的一类高分子)、酰胺类(羧酸中的羟基被氨基(或胺基)取代而生成的化合物)等；
稀释性溶剂主要包括酮类(苯)、醇类(环己烷)、酯类等；
功能性填料主要包括不同折射率的氧化物等。高折射率层的材料，一般为折射率大于1.7的材料，通常选择的折射率范围为1.7～2.5，例如氧化钛、氧化锆、五氧化钽、五氧化铌、氧化镧、氧化钇、氧化锌、硫化锌、氧化铟为主要成分，并含有少量氧化钛、氧化锡、氧化铯等的材料。低折射率层的材料，一般为折射率小于1.6的材料，通常选择的折射率范围为1.2～1.6，例如氧化硅、氧化铝、氟化镧、氟化镁、六氟化铝钠等。
引发剂包括光引发剂(二苯甲酮、1-羟基-环己基甲酮、2.2-二甲氧基-1.2-二苯基乙酮、二苯甲酮、2-羟基--2-甲基-1-苯基丙酮、苯基二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、苯甲酰甲酸甲酯和2，4，6-三甲苯基二苯膦氧化物中的一种或多种)与热引发剂(偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化二苯甲酰中的一种或多种)。
改性后的纳米纤维素纤维包含磺化，羟基化，接枝，乙酰化，硅烷化处理，表面活性剂处理，聚电解质处理，或者采用商业成熟的分散剂。通过改性后的纳米纤维素纤维可以有效的均匀的分散在所配置有机单体混合液里，通过湿法涂布可以均匀的分布在功能层中。
不具备本发明增强涂层的高分子基材在镀膜工序后的最大翘曲为17mm，具备增强涂层的高分子基材在镀膜工序后的最大翘曲为3-6mm。可知本发明的功能层可明显改善高分子基材的抗翘曲性能。
同时我们测试高分子基材表面机械强度，添加增强涂层后的高分子基材，其机械强度改善明显。具体指标如下：
| 机械强度指标 | 未添加增强涂层 | 添加增强涂层 |
| 硬度 | 67 | 75-90 |
| 抗张强度 | 28MPa | 40MPa |
| 弯曲强度 | 48MPa | 62MPa |
| 弯曲模量 | 2800MPa | 4200Mpa |
以上公开的仅为本发明的实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种表面增强型高分子基材，其特征在于，所述高分子基材正反两面具有增强涂层，所述增强涂层主要成分包括单体、稀释性溶剂、功能性填料、引发剂和改性后的纳米纤维素纤维。
2.根据权利要求1所述的表面增强型高分子基材，其特征在于，所述增强涂层各成分含量为：单体：10-80％；稀释性溶剂：10-80％；功能性填料：1-5％；引发剂：1-5％；改性后的纳米纤维素纤维：0.5-20％，所述成分含量为重量比。
3.根据权利要求2所述的表面增强型高分子基材，其特征在于，所述单体含量为：30-40％，稀释性溶剂含量为：45-80％，所述成分含量为重量比。
4.根据权利要求2所述的表面增强型高分子基材，其特征在于，所述增强涂层经过湿法涂布形成为高分子基材正反两面，厚度为1-3μm。
5.根据权利要求2所述的表面增强型高分子基材，其特征在于，所述单体为丙烯酸或聚氨酯或酰胺。
6.根据权利要求2所述的表面增强型高分子基材，其特征在于，所述稀释性溶剂为酮或醇或酯。
7.根据权利要求2所述的表面增强型高分子基材，其特征在于，所述功能性填料为不同折射率的氧化物。
8.根据权利要求2所述的表面增强型高分子基材，其特征在于，所述引发剂为光引发剂和热引发剂。
9.根据权利要求8所述的表面增强型高分子基材，其特征在于，所述光引发剂为二苯甲酮、1-羟基-环己基甲酮、2.2-二甲氧基-1.2-二苯基乙酮、二苯甲酮、2-羟基--2-甲基-1-苯基丙酮、苯基二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、苯甲酰甲酸甲酯和2，4，6-三甲苯基二苯膦氧化物中的一种或多种；所述热引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化二苯甲酰中的一种或多种。
10.根据权利要求2所述的表面增强型高分子基材，其特征在于，所述改性后的纳米纤维素纤维为经过磺化、羟基化、接枝、乙酰化、硅烷化、表面活性剂、聚电解质等任意一种处理方法处理后的纳米纤维素纤维。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107651275A (zh) * | 2017-09-16 | 2018-02-02 | 合肥惠科金扬科技有限公司 | 一种基板托盘的支撑部的制造方法 |
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| US20090054552A1 (en) * | 2005-02-01 | 2009-02-26 | Kyoto University | Fiber-reinforced composite material and process for producing the same |
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2017
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| Title |
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